Summary
يشرح هذا البروتوكول طريقة لتغذية المواد الملوثة بمبيدات الآفات ليرقات النحل الانفرادي ، Osmia excavata. يفحص الإجراء السمية البيئية للمبيد الحشري ليرقات النحل الانفرادي.
Abstract
وقد نظرت تقييمات المخاطر الإيكولوجية الحالية لمبيدات الآفات على الملقحات في المقام الأول في الظروف المختبرية فقط. وبالنسبة ليرقات النحل الانفرادي، فإن ابتلاع المؤن الملوثة بالمبيدات الحشرية قد يزيد من معدل وفيات اليرقات، ويقلل من معدل جمع النحل الانفرادي البالغ ومن عدد سكانه في العام المقبل من منظور ديمغرافي. ولكن هناك دراسات محدودة حول آثار المبيدات الحشرية على يرقات النحل الانفرادي. لذلك ، ينبغي اعتبار فهم كيفية تأثير المبيدات الحشرية على يرقات النحل الانفرادي جزءا لا يتجزأ من تقييم المخاطر البيئية لمبيدات الآفات. تقدم هذه الدراسة طريقة لتعريض يرقات النحل الانفرادي ، Osmia excavata ، لجرعات قاتلة أو دون قاتلة من المبيدات الحشرية ، وتتبع زيادة وزن اليرقات ، ومدة النمو ، والقدرة على eclosion ، وتحويل كفاءة استهلاك الأغذية للأغذية المبتلعة. لإثبات فعالية هذه الطريقة ، تم تغذية يرقات O. excavata بأحكام تحتوي على جرعات قاتلة وشبه قاتلة حادة من الكلوربيريفوس. ثم ، تم التحقيق في الفهارس المذكورة أعلاه لليرقات المعالجة. تساعد هذه التقنية على التنبؤ بمخاطر المبيدات الحشرية على الملقحات والتخفيف من حدتها.
Introduction
تلعب الملقحات دورا حاسما في خدمات النظام الإيكولوجي للزراعة العالمية الحديثة. في حين أن نحل العسل (Apis mellifera; تعتبر غشاء البكارة: Apidae) تقليديا الملقحات الاقتصادية الأساسية للمحاصيل ، وتشير الأبحاث الحديثة إلى أن Osmia (غشاء البكارة: Megachilidae) مهم جدا أيضا في تحسين التلقيح لبعض المحاصيل ، وزيادة حجم الفاكهة وعدد البذور ، وتقليل نسبة الفاكهة غير المتماثلة في البساتين التجارية في أجزاء مختلفة من العالم1. تعتبر حفريات Osmia نوعا مثاليا لتلقيح التفاح ، خاصة في آسيا ، كما هو الحال في شمال وشمال غرب الصين واليابان2،3،4. يمكن أن توفر خدمات التلقيح لبعض المحاصيل ذات الكفاءة المماثلة أو في بعض الأحيان بكفاءة أكبر. في هذا الصدد ، ثبت أنها تحل محل أو تعمل بالتآزر مع نحل العسل4،5،6.
الخصائص البيولوجية ل O. excavata فريدة من نوعها مقارنة بالنحل الاجتماعي. يحدث نشاطها أحادي الفولتين والانفرادي والتعشيش بشكل رئيسي في الربيع وأوائل الصيف. عادة ما توجد أعشاش O. excavata في ثقوب موجودة مسبقا ، عادة في الخشب الميت والنباتات المجوفة وأنابيب القش وجذع الخيزران في الحالة الطبيعية3. تخرج حفرية O . البالغة من شرنقتها للتزاوج ، وجمع حبوب اللقاح ، وبناء عش لوضع البيض ، والذي يبدأ في الفقس بعد أسبوع. تتطور البويضات المخصبة إلى إناث ، بينما تتطور البويضات غير المخصبة إلى ذكور3. يتم توزيع الإناث في الجزء السفلي من أنبوب النحل ، والأحكام المقابلة أكثر أهمية. في المقابل ، كان الذكور على مقربة من مخرج الأنبوب مع أحكام ثانوية7 ، لذلك يخرج الذكور أولا ، وتخرج الإناث لاحقا. تمزج الأنثى حبوب اللقاح مع كمية صغيرة من الرحيق في فقاعة رطبة ، وهي المصدر الغذائي الوحيد لكل يرقة في الخلية8.
أبلغت العديد من الدراسات عن انخفاض في عدد الحشرات الملقحة 9,10. تم تحديد الاستخدام المكثف لمبيدات الآفات كأحد العوامل الرئيسية للحد من وفرة الملقحات وتنوعها وقد يعرض أيضا خدمات التلقيح للخطر11,12. للحد من الآثار الضارة للمبيدات الحشرية والتخفيف من حدتها ، من الضروري إجراء تقييم لمخاطر مبيدات الآفات للملقحات. وقد وضعت بعض البلدان أطرا تنظيمية لضمان سلامة النحل من المبيدات الحشرية المستخدمة13,14. أظهرت الدراسات الحديثة أن Osmia كان أكثر عرضة للمبيدات الحشرية من نحل العسل 1,15.
ومن المثير للاهتمام أن معظم تقييمات المخاطر ركزت على نحل العسل البالغ11,12; تم إجراء القليل من الأبحاث على O. excavata ، وخاصة اليرقات. علاوة على ذلك ، فإن وفيات Osmia الناجمة مباشرة عن المبيدات الحشرية تعتبر الأكثر شيوعا16. ومع ذلك ، فإن السميات المزمنة مثل زيادة وزن اليرقات ، ومدة النمو ، وأنماط التغذية ، والقدرة على الإغلاق ، وسلوك البالغين اللاحق ، والخصوبة قد يكون لها نفس الضرر مثل السميات القاتلة الحادة وغالبا ما يتم تجاهلها بسبب عدم وجود طريقة تجريبية فعالة للنحل الانفرادي17.
وحتى الآن، تستخدم طريقتان لتقييم آثار مبيدات الآفات على يرقات النحل الانفرادي: (1) تم تطبيق كمية مناسبة من مبيدات الآفات في البقعة الموضعية من المؤن دون إزالة بيضة النحل الانفرادي 1،18،19،20؛ (2) تم استخدام كمية مناسبة من مبيدات الآفات في البقعة الموضعية من المؤن دون إزالة بيضة النحل الانفرادي 1،18،19،20؛ (2) تم استخدام كمية مناسبة من مبيدات الآفات في البقعة الموضعية من المؤن دون إزالة بيضة النحل الانفرادي 1،18،19،20؛ (2) تم استخدام كمية مناسبة من مبيدات الآفات في البقعة الموضعية من المؤن دون إزالة بيضة النحل الانفرادي 1،18،19،20؛ (2) تم استخدام كمية مناسبة من مبيدات الآفات في البقعة الموضعية من المؤن دون إزالة بيضة النحل الانفرادي 1،18،19،20؛ ( (2) الاستعاضة عن الأحكام بمخاليط اصطناعية من رحيق حبوب اللقاح تحتوي على كمية محددة من مبيدات الآفات21. ومع ذلك ، هناك بعض القيود على الطريقتين السابقتين. الأول يمكن أن يقيس فقط السمية الحادة ، ولكن ليس السمية المزمنة لأن اليرقات ابتلعت الجرعة بأكملها في فترة زمنية قصيرة ؛ هذا الأخير من شأنه أن يؤدي إلى ارتفاع معدل الوفيات بسبب التلاعب البشري1. هنا ، تم وصف طريقة الغمر لدراسة السمية البيئية للمبيدات الحشرية إلى O. excavata في ظل ظروف بحثية عالية التحكم من خلال محاكاة سلوك تغذية اليرقات على المبيدات المتبقية في الأحكام في البيئة الحقيقية. تحل طريقة هذه الدراسة عيوب الطريقتين المذكورتين أعلاه وهي مناسبة لقياس آثار مادة خطرة على السمية الحادة والمزمنة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. إعداد أنبوب التغذية
- ثقب ثقبا (قطره ~ 0.3 مم) في غطاء أنبوب طرد مركزي سعة 2 مل باستخدام مكواة لف كهربائية (انظر جدول المواد). استخدم أنبوب الطرد المركزي هذا للحفاظ على يرقة O. excavata وكتلة توفيرها.
2. تحضير المبيدات الحشرية
- قم بإذابة مبيد الآفات من الدرجة الفنية (انظر جدول المواد) في الأسيتون للحصول على محاليل مخزون من 1 × 104 ميكروغرام a.i. mL-1. ثم ، قم بإجراء تخفيفات متدرجة للمحلول إلى أكثر من خمسة تركيزات.
ملاحظة: استخدم الكلوربيريفوس عند 0.1 و 0.2 و 0.4 و 0.8 و 1.6 و 3.2 و 6.4 ميكروغرام a.i. mL-1 في هذه الدراسة.
3. إعداد الأحكام
- الحصول على أنابيب النحل البلاستيكية التي تحتوي على أحكام (انظر جدول المواد) واليرقات التي تم فقسها حديثا من O. excavata من برنامج تربية جماعية.
ملاحظة: لم تستخدم مبيدات الآفات من 20 يوما قبل الإزهار إلى فترة الإزهار بأكملها. وأظهرت نتائج التحليل الكيميائي أن محتويات مبيدات الآفات الشائعة الاستخدام في خمسين مادة مختارة عشوائيا كانت أقل من الحد الأدنى لمستويات الاختبار. - افصل الأحكام واليرقات بلطف باستخدام فرشاة ناعمة. حدد اليرقات الأنثوية بناء على حجم التوفير وموضع الخلية داخل العش9. ثم ، ضع مؤن موحدة الحجم ويرقات أنثى مختارة في أطباق بتري (قطرها 60 مم) ووضعها جانبا للاستخدام.
ملاحظة: تم اختيار خمسين حكما عشوائيا لتحليل محتويات مبيدات الآفات الشائعة الاستخدام: الكلوربيريفوس، إيميداكلوبريد، فنديفينورون، فوكسيم، أفيرمكتين. معلمات الفرشاة الناعمة هي (أ) قطر الفرشاة: 0.3 مم ، (ب) طول الفرشاة: 2 سم ، (ج) طول القلم: 18 سم.
4. توفير العلاج بالمبيدات الحشرية
- نقع الأحكام المختارة بالتساوي الحجم (من الخطوة 3.2) في مبيدات الآفات المخففة (من الخطوة 2.1 ؛ الكلوربيريفوس عند 0.1 ، 0.2 ، 0.4 ، 0.8 ، 1.6 ، 3.2 ، 6.4 ميكروغرام a.i. mL-1) لمدة 10 ثوان باستخدام قفص. نقع فحص التحكم (CK) في مذيب 0.2٪ (الأسيتون في هذه الدراسة).
ملاحظة: هناك ثلاثة تكرارات لكل معالجة تركيز، وكل نسخة متماثلة تتألف من 60 حكما. ويمكن تخفيض الفرق في الجرعة من كل حكم عن طريق اختيار أحكام متساوية الحجم. - قياس حجم محلول المبيد قبل وبعد معالجة المخصصات بالمبيد. ثم احسب الحجم المغمور من المبيدات الحشرية في كل علاج، بما في ذلك 60 حكما جماعيا (الجدول التكميلي 1). ضع الأحكام في أنابيب طرد مركزي منفصلة بها ثقوب (من الخطوة 1.1) بعد التجفيف بالهواء على طاولة عمل معقمة.
ملاحظة: قبل التجربة، ضع الأقفاص التي تحتوي على الأحكام في محلول المبيدات، ثم قم بقياس حجم محلول المبيدات قبل وبعد النقع للقضاء على الخطأ. - انقل يرقات الإناث بشكل فردي إلى سطح المؤن المجففة بشكل طبيعي باستخدام فرشاة ناعمة.
ملاحظة: يرقة واحدة في أنبوب واحد.
5. ظروف النمو
- قم بإرجاع يرقات O. excavata في غرفة نمو في الظلام ، ورطوبة نسبية 65٪ -75٪ ، و 25 ± 2 درجة مئوية16.
6. فحص النتائج
- اختبار السمية القاتلة الحادة
- قياس معدل وفيات اليرقات بعد وضعها على الأحكام المعالجة والضابطة (CK) لمدة 48 ساعة.
ملاحظة: معايير الوفاة: عندما لا تستجيب اليرقات للمس الخفيف باستخدام فرشاة ناعمة تحت مصابيح الضوء الأسود22. تم استخدام مصابيح الضوء الأسود لمحاكاة ظروف النمو المظلمة لليرقات وتجنب تأثير الضوء على اليرقات عند التحقق من مؤشرات النمو. وللقضاء على الخطأ البشري، تم أيضا قياس الوفيات الناجمة عن إزالة اليرقات من الأحكام وبدونها بعد 48 ساعة في المجموعات الضابطة. - وزن 60 حكما قبل وبعد 48 ساعة من تجارب تربية الحشرات لتحديد كمية المخصصات التي تستهلكها كل يرقة.
- احسب جرعة المبيد عند كل تركيز تستهلكه كل يرقة وفقا للنسبة المئوية للكمية التي يتم تناولها ومحتوى المبيد في كل حكم.
ملاحظة: معادلة حساب الجرعة هي23:
حيث ، D هي الجرعة المستهلكة من المبيدات الحشرية من قبل كل يرقة ؛ W1 هو وزن 60 حكما قبل ضخ مبيدات الآفات ؛ W2 هو الوزن المتبقي البالغ 60 حكما بعد 48 ساعة؛ V1 هو حجم المبيدات قبل الغمر لمدة 60 حكما ؛ V2 هو حجم المبيدات الحشرية بعد الغمر لمدة 60 حكما ؛ C هو تركيز المبيد.
- قياس معدل وفيات اليرقات بعد وضعها على الأحكام المعالجة والضابطة (CK) لمدة 48 ساعة.
- اختبار السمية دون المميتة
- وزن اليرقات قبل تجارب التربية وبعد 14 يوما من العلاجات لتحديد زيادة وزن اليرقات.
- راقب O. excavata يوميا أثناء الشرنقة تحت مصابيح الضوء الأسود لقياس مدة تطور اليرقات.
- وزن الأجزاء المتبقية من المخصصات بعد 14 يوما من التغذية على المواد المعالجة و CK لحساب استهلاك وكفاءة تحويل الأغذية المبتلعة (ECI)24.
- افحص عدد النحل عن طريق قنص الشرانق باستخدام مقص صغير عندما يظهر النحل الضابطة إلى البالغين.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
وكانت محتويات مبيدات الآفات الشائعة الاستخدام، والكلوربيريفوس، والإيميداكلوبريد، والفنديفينورون، والفوكسيم، والأفيرمكتين في الأحكام أقل من حد التحديد الكمي (0.01-0.02 مغ كغ-1) في المجموعة الضابطة؛ واستبعدت هذه النتائج تأثير بقايا مبيدات الآفات على كل علاج. وتم تقييم معدل الوفيات مع وبدون إزالة اليرقات من الأحكام بعد 48 ساعة في المجموعات الضابطة؛ أظهرت النتائج عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية (الجدول 1)، مما يدل على وجود خطأ بشري بسيط.
وفي اختبار السمية المميتة الحادة (الجدول 2)، نقعت المخصصات في سبعة محاليل من مبيدات الآفات المخففة (0.1 و 0.2 و 0.4 و 0.8 و 1.6 و 3.2 و 6.4 ميكروغرام من الكلوربيريفوس من المل المتعدد) و 0.2 في المائة من الأسيتون (كمجموعة ضابطة). قام تحليل انحدار لوغاريت بتقييم متوسط الجرعة المميتة (قيم LD50 ) من مبيد الآفات إلى O. excavata وفقا للجرعات المبتلعة من المبيدات الحشرية (تتراوح بين 0.0001-0.005 ميكروغرام a.i. mL-1) والوفيات المقابلة لليرقات بعد 48 ساعة من العلاجات. أظهرت النتائج أن قيمة LD50 من الكلوربيريفوس ليرقات O. excavata كانت 0.001 (0.001-0.002) ميكروغرام a.i. Bee-1.
في اختبار السمية تحت المميتة ، تم تقييم زيادة وزن اليرقات ، ومدة النمو ، ومعدل الإكلوسيون ، والاستهلاك ، و ECI من O. excavata تحت تركيزات النقع من 0.1 ، 0.2 ، 0.4 ، و 0.8 ميكروغرام a.i. mL-1 من الكلوربيريفوس. تم استخدام تحليل التباين المشترك (ANCOVA) لتحديد التغيرات المتعلقة بالمعالجة في التطور (باستثناء معدل الإكلوسيون) واستخدام الأغذية من O. excavata. وعلى النقيض من ذلك، استخدمت كتلة التوفير الأولية كمتغير مشترك. ومع زيادة الجرعة، انخفضت قيم مؤشر زيادة وزن اليرقات واستهلاكها و ECI للعلاجات، مع أدنى القيم بالنسبة للتحكم الذي لوحظ في 0.013 ميكروغرام من كلوربيريفوس النحل 1. وعلى العكس من ذلك، لوحظت المدة الأكثر امتدادا لنمو اليرقات في 0.016 ميكروغرام من كلوربيريفوس النحل 1 مقارنة بالمعالجة الضابطة (الشكل 1).
تم تقييم تأثيرات الكلوربيريفوس على معدل الإكلوسيون باستخدام تحليل أحادي الاتجاه للتباين (ANOVA) واختبار توكي للفرق الأقل أهمية (LSD). كما أجريت علاقة بيرسون لتحليل العلاقة بين الجرعات المبتلعة من الكلوربيريفوس ومعدل الإكلوسيون في O. excavata. هنا ، أظهرت نتائج هذا التحليل وجود علاقة خطية سلبية معنوية للعلاجات (R2 = 0.82 ، P = 0.03). كان معدل الإكلوزيون أقل بكثير عندما تجاوزت الجرعات المبتلعة 0.002 ميكروغرام من النحل -1 من تلك الموجودة في العلاج الرقابي (الشكل 2).
الشكل 1: تأثير الكلوربيريفوس على نمو وتطور وتغذية O. excavate. (A) و (C) و (D): بعد 14 يوما من المعالجة ؛ (ب): قبل شرنقة O. حفر. تشير الأحرف الصغيرة المختلفة إلى وجود اختلافات كبيرة بين العلاجات عند P < 0.05. الأرقام لكل نقطة بيانات متوسط مع SD. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: العلاقة بين الجرعات المبتلعة من الكلوربيريفوس ومعدل الإكلوسيون من O. التنقيب. تشير الأحرف الصغيرة المختلفة إلى وجود اختلافات كبيرة بين العلاجات عند P < 0.05 ؛ الأرقام لكل متوسط نقطة بيانات مع SD. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| العلاجات | وفيات | |
| تكرار | دني | |
| مع إزالة اليرقات | 11.91% | 9.67٪ أ |
| 7.63% | ||
| 9.46% | ||
| دون إزالة اليرقات | 6.88% | 8.28٪ أ |
| 7.37% | ||
| 10.59% | ||
الجدول 1: معدل الوفيات مع وبدون إزالة اليرقات من المؤن بعد 48 ساعة في المجموعات الضابطة. تشير نفس الأحرف الصغيرة إلى عدم وجود اختلافات كبيرة بين العلاجات عند P < 0.05.
| مبيدات الحشرات | منحدر ± SE | مدافع | χ2 (ع) | LD50 (مجال الموثوقية 95٪) (ميكروغرام من النحل −1) |
LD90 (مجال الموثوقية 95٪) (ميكروغرام من النحل −1) |
| الكلوربيريفوس | ص = 3.23 + 0.30x | 5 | 5.38 (0.37) | 0.001 (0.001-0.002) | 0.02 (0.012-0.038) |
الجدول 2: سمية الكلوربيريفوس إلى حفريات أوسميا بعد 48 ساعة من العلاجات. SE - خطأ قياسي ؛ Df - درجة الحرية ؛ χ2- قيم مربع تشي ؛ CI - فاصل زمني سري.
الجدول التكميلي 1: الحجم المغمور من المبيدات الحشرية في كل معالجة، بما في ذلك 60 حكما جماعيا. يرجى النقر هنا لتنزيل هذا الجدول.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
بالنسبة للملقحات البالغة ، هناك طريقتان رئيسيتان لقياس السمية البيئية للمبيدات. واحد هو طريقة الاتصال ، حيث يتم تطبيق المبيد على prothorax من الحشرات البالغة. والآخر هو طريقة سمية المعدة ، حيث يتم تغذية الملقحات البالغة بماء العسل الذي يحتوي على مبيد حشري25,26. في السنوات الأخيرة ، وجد أن تأثير التلقيح ومعدل التلقيح ل O. excavata منخفضان نسبيا27. من المتوقع أن يكون تأثير تطبيق مبيدات الآفات على نمو وتطور اليرقات أحد الأسباب الرئيسية. ومع ذلك ، هناك عدد قليل من التقارير حول طرق تقييم سمية المبيدات الحشرية ليرقات O. excavata. في هذه الدراسة ، تم اقتراح طريقة فعالة لتقييم تأثير المبيدات الحشرية على الوفيات والنمو والتطور ، وتغذية يرقات O. excavata عن طريق تلويث كتل التوفير بالمبيدات الحشرية.
استخدمت العديد من الدراسات محلول السكروز الذي يحتوي على تركيزات متوسطة قاتلة لتقييم سمية المبيدات الحشرية لنحل العسل28،29،30. كانت الطرق الرئيسية لتعرض مبيدات الآفات للنحل الانفرادي هي ابتلاع اليرقات أو البالغين ، والاتصال ، والانتقال عبر المبيض31. تحاكي الطريقة في هذه الدراسة استجابة النحل البالغ الانفرادي على الاتصال المباشر والتغذية على الأغذية التي تحتوي على مبيدات الآفات في هذا المجال. بالنسبة ليرقات النحل الانفرادية ، كانت استجابتها تتغذى على المبيد المتبقي في كتل التوفير وفقا للخاصية البيولوجية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مبيد الآفات المعرض لأحكام في هذا المجال سيتعرض للتدهور والتطاير والتوصيل إلى أنسجة أخرى قبل أن تأكله يرقات O. excavata. لذلك ، من الأفضل تقييم السمية البيئية للمبيدات الحشرية إلى O. excavata من خلال تحليل جرعة المبيدات التي تتناولها اليرقات بدلا من استخدام تركيز المبيدات للغمر.
تختلف الأحكام اختلافا كبيرا في الحجم ، مما قد يؤثر بشكل كبير على كتلة اليرقات والبالغين. تم اختيار الأحكام واليرقات الأنثوية لتقليل الخطأ إلى الحد الأدنى بناء على حجم التوفير وموقع الخلية داخل العش. وبالإضافة إلى ذلك، وبعد الفرز بالطريقة المذكورة أعلاه، تم اختيار أحكام ذات أحجام مماثلة مرة أخرى. وعلى الرغم من أن هذا الجزء من عبء العمل كبير نسبيا، فإنه ضروري لإحصاءات استهلاك الأغذية لكل يرقة وحجم مبيدات الآفات في كل تركيز في هذه الدراسة. وبناء على ذلك ، يمكن حساب كمية المدخول من مبيد الآفات بدقة. وستساعد أعمال المتابعة التي تحدد بقايا مبيدات الآفات في المخصصات في أوقات مختلفة بعد التطبيق الميداني على توجيه وقت إطلاق الحفريات البالغة O. وتقليل التأثير السلبي للمبيدات الحشرية على يرقات O. excavata.
وللكلوربيريفوس معدل فتك مرتفع ليرقات O. excavata، وهو ما يشبه النتائج المبلغ عنها بشأن الملقحات البالغة (Apis mellifera و Apis cerana)32,33. يمكن ملاحظة أن الطريقة في هذه الدراسة يمكن أن تتنبأ بسمية المبيدات الحشرية ليرقات O. excavata. ومع ذلك ، فقد وجدت الدراسات السابقة أن انخفاض معدل الوفيات ليس استجابة موحدة للإجهاد ولا يشير إلى أي آثار ضارة على الملقحات. على سبيل المثال ، النيونيكوتينويدات غير كافية للتسبب في الموت الحاد للنحل 34 ولكنها يمكن أن تضعف قدرة التعلم الشمي والذاكرة وأنشطة التعشيش والجمع 35،36،37،38،39،40. وبالتالي ، من الضروري تقييم السمية المزمنة لمبيدات الآفات على يرقات O. excavata لفهم شامل للسمية البيئية للمبيدات الحشرية للملقحات من منظور ديموغرافي. لكن هذه الطريقة قيمت زيادة وزن اليرقات ، ومدة النمو ، وأنماط التغذية ، وقدرة يرقات O. excavata. لم يتم تقييم القدرة على الطيران والخصوبة بعد الظهور في البالغين.
ولا تزال الدراسة الحالية تنطوي على بعض القيود. كان من المفترض أن تستوعب الأحكام 100٪ من المحلول المغمور. ومع ذلك، ينبغي التحقق من هذا الافتراض تحليليا لأن أحجام ورطوبة كل حكم قد تسفر عن تركيزات مختلفة، مما يشير إلى أن الأغذية المبتلعة والتحقق من تركيزات الاختبار الاسمية المستخدمة في الأغذية مطلوبتان عند الإبلاغ عن نقاط نهاية السمية على أساس الجرعة. وبالتالي، لا تزال هناك حاجة إلى التحقق من تركيزات مبيدات الآفات في الأحكام باستخدام طريقة تحليلية في المستقبل.
باختصار ، ستساعد الطريقة المقدمة الباحثين على تحسين المخاطر البيئية للمبيدات الحشرية على يرقات النحل الانفرادي من خلال تقييم نقاط النهاية المتعلقة بالوفيات ، وزيادة وزن اليرقات ، ومدة النمو ، والقدرة على الإغلاق ، وأنماط التغذية. ويمكن لهذه التقنية أن تعزز سلامة استخدام مبيدات الآفات عن طريق توليد بيانات كمية تتعلق بيرقات النحل الانفرادي التي سيكون من الصعب الحصول عليها باستخدام التجارب شبه الميدانية والميدانية. يمكن التنبؤ بالآثار الضارة للمبيدات الحشرية على النحل الانفرادي بشكل أفضل والتخفيف من حدتها باستخدام هذه التقنية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان.
Acknowledgments
تم دعم هذه الدراسة من قبل البرنامج الوطني الرئيسي للبحث والتطوير في الصين (2017YFD0200400) ، ومشروع الابتكار العلمي والتكنولوجي الرئيسي (2017CXGC0214) ، وفريق ابتكار صناعة النحل في مقاطعة شاندونغ ، ومشروع الابتكار في العلوم والتكنولوجيا الزراعية التابع لأكاديمية شاندونغ للعلوم الزراعية (CXGC2019G01) ، ومشروع الابتكار في العلوم والتكنولوجيا الزراعية التابع لأكاديمية شاندونغ للعلوم الزراعية (CXGC2021B13).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Abamectin | Jinan Lvba Pesticide Co. Ltd | ||
| Black-light lamps | Kanghua Medical Device Co., Ltd | ||
| Centrifugal tube box with 100 Wells | Shanghai Rebus Network Technology Co., Ltd | ||
| Centrifuge tube | Shanghai Rebus Network Technology Co., Ltd | 2 mL; Serve as bee tube | |
| Electric soldering iron | Kunshan Kaipai Hardware Electromechanical Co., Ltd | ||
| Electronic scale | Sartorius Scientific Instruments (Beijing) Co., Ltd | 3137510295 | |
| Graduated cylinder | Anhui Weiss Experimental Equipment Co. Ltd | ||
| Petri dishes (60 mm diameter) | Qingdao jindian biochemical equipment co., LTD | ||
| Pollen provision | Yantai Bifeng Agricultural Science and Technology Co. Ltd | ||
| Soft brush | Wengang Wenhai painting material factory | ||
| Solitary bees | Yantai Bifeng Agricultural Science and Technology Co. Ltd |
References
- Sgolastra, F., Tosi, S., Medrzycki, P., Porrini, C., Burgio, G. Toxicity of spirotetramat on solitary bee larvae, Osmia cornuta (hymenoptera: megachilidae), in laboratory conditions. Journal of Apicultural Science. 59 (2), 73-83 (2015).
- Wei, S. G., Wang, R., Smirle, M. J., Xu, H. L. Release of Osmia excavata and Osmia jacoti (Hymenoptera: Megachilidae) for apple pollination. TheCanadian Entomologist. 134 (3), 369-380 (2002).
- Men, X. Y., et al. Biological characteristics and pollination service of Mason bee. Chinese Journal of Applied Entomology. 55 (6), 973-983 (2018).
- Bosch, J., Kemp, W. P., Trostle, G. E. Bee population returns and cherry yields in an orchard pollinated with Osmia lignaria (Hymenoptera: Megachilidae). Journal of Economic Entomology. 99 (2), 408-413 (2006).
- Winfree, R., Williams, N. M., Dushoff, J., Kremen, C. Native bees provide insurance against ongoing honey bee losses. Ecology Letters. 10 (11), 1105-1113 (2007).
- Garibaldi, L. A., Steffan-Dewenter, I., Winfree, R. Wild pollinators enhance fruit set of crops regardless of honey bee abundance. Science. 339 (6127), 1608-1611 (2013).
- Bosch, J., Sgolastra, F., Kemp, W. P. Life cycle ecophysiology of Osmia. mason bees used as crop pollinators. Bee Pollination in Agricultural Ecosystems. James, R. R., Pitts-Singer, T. L. , Oxford University Press. Oxford, UK. 83-104 (2008).
- Liu, L., et al. Population investigation and restriction factors analyses of Osmia excavata Alfken in Jiaodong. Apiculture of China. 69 (9), 68-71 (2018).
- Biesmeijer, J. C., Roberts, S. P. M., Reemer, M. Parallel declines in pollinators and insect-pollinated plants in Britain and the Netherlands. Science. 313 (5785), 351-354 (2006).
- Potts, S. G., Biesmeijer, J. C., Kremen, C. Global pollinator declines: trends, impacts and drivers. Trends in Ecology & Evolution. 25 (6), 345-353 (2010).
- Chen, L., Yan, Q., Zhang, J., Yuan, S., Liu, X. Joint toxicity of acetamiprid and co-applied pesticide adjuvants on honeybees under semi-field and laboratory conditions. Environmental Toxicology and Chemistry. 38 (9), 1940-1946 (2019).
- Sgolastra, F., Medrzycki, P., Bortolotti, L., Renzi, M. T., Bosch, J. Synergistic mortality between a neonicotinoid insecticide and an ergosterol-biosynthesis-inhibiting fungicide in three bee species. Pest Management Science. 73 (6), 1236-1243 (2017).
- Bireley, R., et al. Preface: Workshop on pesticide exposure assessment paradigm for non-Apis bees. Environmental Entomology. 48 (1), 1-3 (2019).
- European Food Safety Authority. EFSA Guidance Document on the risk assessment of plant protection products on bees (Apis mellifera, Bombus spp. and solitary bees). EFSA Journal. 11 (7), 3295 (2013).
- Rundlof, M., et al. Seed coating with a neonicotinoid insecticide negatively affects wild bees. Nature. 521 (7550), 77-80 (2015).
- Yuan, R., et al. Toxicity and hazard assessment of six neonicotinoid insecticides on Osmia excavata (hymenoptera:megachilidae). Acta Entomologica Sinica. 61 (8), 950-956 (2018).
- Lin, Z., Meng, F., Zheng, H., Zhou, T., Hu, F. Effects of neonicotinoid insecticides on honeybee health. Acta Entomologica Sinica. 57 (5), 607-615 (2014).
- Gradish, A. E., Scott-Dupree, C. D., Cutler, G. C. Susceptibility of Megachile rotundata to insecticides used in wild blueberry production in Atlantic Canada. Journal of Pest Science. 85, 133-140 (2012).
- Hodgson, E. W., Pitts-Singer, T. L., Barbour, J. D. Effects of the insect growth regulator, novaluron on immature alfalfa leafcutting bees, Megachile rotundata. Journal of Insect Science. 11, 43 (2011).
- Konrad, R., Ferry, N., Gatehouse, A. M. R., Babendreier, D. Potential effects of oilseed rape expressing oryzacystatin-1 (OC-1) and of purified insecticidal proteins on larvae of the solitary bee Osmia bicornis. PLoS ONE. 3 (7), 2664 (2008).
- Abbott, V. A., Nadeau, J. L., Higo, H. A., Winston, M. L. Lethal and sublethal effects of imidacloprid on Osmia lignaria and clothianidin on Megachile rotundata (Hymenoptera: megachilidae). Journal of Economic Entomology. 101, 784-796 (2008).
- Yan, Z., Wang, Z. Sublethal effect of abamectin on 3rd instar larvae of Prodenia litura. Chinese Journal of Tropical Crops. 32 (10), 1945-1950 (2011).
- Song, Y., et al. Comparative ecotoxicity of insecticides with different modes of action to Osmia excavata (Hymenoptera: Megachilidae). Ecotoxicology and Environmental Safety. 212 (5), 112015 (2021).
- Chen, F. J., Wu, G., Ge, F., Parajulee, M. N., Shrestha, R. B. Effects of elevated CO2 and transgenic Bt cotton on plant chemistry, performance, and feeding of an insect herbivore, the cotton bollworm. Entomologia Experimentalis Et Applicata. 115 (2), 341-350 (2005).
- Cang, T., et al. Toxicity and safety evaluation of pesticides commonly used in strawberry production to bees. Zhejiang Agricultural Sciences. (4), 785-787 (2009).
- Cang, T., et al. Acute toxicity and safety assessment of chiral fipronil against Apis mellifera and Trichogramma ostriniae. Ecotoxicology. 7 (3), 326-330 (2012).
- Liu, X., Pan, W. Measures to ensure pollination effect and cocoon recovery rate of Osmia excavata in apple orchard. Northwest Horticulture. (3), 20-21 (2017).
- Meikle, W. G., Adamczyk, J. J., Weiss, M., Ross, J., Beren, E. Sublethal concentrations of clothianidin affect honey bee colony growth and hive CO2 concentration. Scientific Reports. 11 (1), 4364 (2021).
- Meikle, W. G., Adamczyk, J. J., Weiss, M., Ross, J., Beren, E. Sublethal concentrations of clothianidin affect honey bee colony behavior and interact with landscapes to affect colony growth. BioRxiv. , (2020).
- Wang, Y. F., et al. Combination effects of three neonicotinoid pesticides on physiology and survival of honey bees (Apis mellifera L). Journal of Environmental Entomology. 41 (3), 612-618 (2019).
- Kopit, A. M., Pitts-Singer, T. L. Routes of pesticide exposure in solitary, cavity-nesting bees. Environmental Entomology. 47 (3), 499-510 (2018).
- Cheng, Y., et al. Chronic oral toxicity of chlorpyrifos and imidacloprid to adult honey bees (Apis mellifera L). Asian Journal of Ecotoxicology. 11 (2), 715-719 (2016).
- Li, M., Ma, C., Xiao, L., Li, Z., Su, S. Effects of chlorpyrifos on behavior response of Apis mellifera and Apis cerana. Apicultural Science Association of China. , (2016).
- Cresswell, J. E. A meta-analysis of experiments testing the effects of a neonicotinoid insecticide (imidacloprid) on honey bees. Ecotoxicology. 20 (1), 149-157 (2011).
- Nauen, R., Ebbinghaus-Kintscher, U., Schmuck, R. Toxicity and nicotinic acetylcholine receptor interaction of imidacloprid and its metabolites in Apis mellifera (Hymenoptera; Apidae). Pest Management Science. 57 (7), 577-586 (2001).
- Colin, M. E., et al. A method to quantify and analyze the foraging activity of honey bees: relevance to the sublethal effects induced by systemic insecticides. Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 47 (3), 387-395 (2004).
- Decourtye, A., et al. Comparative sublethal toxicity of nine pesticides on olfactory learning performances of the honeybee Apis mellifera. Archives of Environmental Contamination & Toxicology. 48 (2), 242-250 (2005).
- Williamson, S. M., Wright, G. A. Exposure to multiple cholinergic pesticides impairs olfactory learning and memory in honeybees. Journal of Experimental Biology. 216 (10), 1799-1807 (2013).
- Henry, M., et al. A common pesticide decreases foraging success and survival in honey bees. Science. 336 (6079), 348-350 (2012).
- Matsumoto, T. Reduction in homing flights in the honey bee Apis mellifera after a sublethal dose of neonicotinoid insecticides. Bulletin of Insectology. 66 (1), 1-9 (2013).
